膜分離技術(shù)處理含酚廢水
由于酚類物質(zhì)對生物活體均能產(chǎn)生毒害，它可通過皮膚及粘膜的接觸而吸入或經(jīng)口腔侵入體內(nèi)，與細胞原漿中蛋白質(zhì)接觸后，形成不溶性蛋白質(zhì)，使細胞失活。一般低濃度酚可使蛋白質(zhì)變性，高濃度酚則使蛋白質(zhì)凝固，并繼續(xù)向體內(nèi)滲透，引起組織損傷、壞死乃至使生物體中毒。而含酚廢水排放到自然環(huán)境中又很難通過自然降解過程凈化，一直成為化工生產(chǎn)過程中形成的、較難治理的污染物流。因此，如何合理而有效的處理含酚廢水是環(huán)境保護及綜合利用的重要研究課題。
1 傳統(tǒng)的處理方法
通？梢愿爬閮深悾狠腿》ê臀椒。近年來，隨著技術(shù)進步和發(fā)展，有一些新的處理含酚廢水的方法在開發(fā)和使用。例如，化學藥劑法、紫外線氧化法、生物處理法等。
1.1 萃取法
萃取是利用不同溶劑對苯酚的不同溶解度、共沸點或液體比重，通過向含酚廢水中添加具有選擇能力的萃取劑，萃取出酚類，再通過蒸餾和沉降分離回收酚類，減少向環(huán)境的排放。此法的優(yōu)點是過程簡單，萃取劑可重復(fù)使用，適合于酚含量較高的廢水；缺點是能耗大，操作費用高，脫酚效果差，容易產(chǎn)生第三組分所帶來的二次污染。
1.2 吸附法
其原理是利用含酚廢水通過固體吸附劑時酚類被吸附，以減少出水中的酚含量。解吸后的吸附劑可以再生利用。此法的優(yōu)點是操作方便，能耗低，適合于酚含量較低的廢水；缺點是設(shè)備投資大，吸附劑效率低，同樣容易產(chǎn)生第三組分所帶來的二次污染。
1.3 化學藥劑法
此法是向含酚廢水中添加化學氧化劑，使酚氧化分解，適合于酚含量較低的廢水。此法沒有二次污染，工藝簡單。但條件控制較嚴，氧化劑無法重復(fù)使用且價格昂貴，操作費用高。
1.4 紫外線氧化法
此法是含酚廢水通過裝有紫外燈的反應(yīng)器，通過向反應(yīng)器中通臭氧或添加雙氧水，達到去除酚類的目的。此法的優(yōu)點是脫酚效率高。缺點是對高COD值的含酚廢水處理效果差。
1.5 生物處理法
此法是向含酚廢水中添加活性組分，通過生物降解完成含酚廢水的凈化。此法的優(yōu)點是處理效率高，設(shè)備簡單。缺點是占地面積大，且只適用于低COD值的含酚廢水處理。以上這些方法雖各有優(yōu)缺點，但從綜合治理含酚廢水的角度出發(fā)，都難以達到穩(wěn)定、可靠和安全的要求。
2 膜分離技術(shù)
近年來，國內(nèi)外越來越廣泛地應(yīng)用膜分離技術(shù)處理含酚廢水，達到了很好的效果，與傳統(tǒng)的處理方法比較其優(yōu)勢非常明顯。但對高COD值且成分復(fù)雜的含酚廢水，一直未找到一個很好的處理方法。
2.1 新技術(shù)
1997年，美國STEEDAENTERPRISES公司開發(fā)出一種新型膜分離過濾設(shè)備——V+SEP。此設(shè)備采用一種新的膜振動剪力增強處理技術(shù)，該技術(shù)的主要特點如下：
2.1.1 高濾速
流體經(jīng)過膜的平均流速是一般過濾工藝過濾流速的十多倍，且對膜產(chǎn)生的損耗非常小。
2.1.2 不結(jié)垢
由于采用振動剪力增強處理技術(shù)，使膜的表面產(chǎn)生巨大的振動剪力，阻止了濾速降低，從而使膜表面保持干凈。
2.1.3 高濃縮率
膜表面產(chǎn)生的巨大振動剪力能保證其在不結(jié)垢的情況下產(chǎn)生高的濃縮率，因而能夠使物料的分離達到最佳極限。
由于該技術(shù)擁有眾多優(yōu)點，使其在分離過濾領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。而采用該技術(shù)的V+SEP設(shè)備應(yīng)用到高COD值的含酚廢水處理上，效果非常明顯。
2.2 V+SEP設(shè)備
該設(shè)備使用以聚丙烯為材質(zhì)的分子膜，以泵為動力，將液體中的水和其它烴類化合物過濾分離。整個分離過程是不使用任何添加劑和催化劑的物理過程，不產(chǎn)生二次污染。另外其先進的控制系統(tǒng)，使整個分離過程達到穩(wěn)定、可靠和安全。分子膜的使用壽命約為3年。
3 膜分離技術(shù)處理含酚廢水
1998年初，美國STEEDAENTERPRISES公司與天津開發(fā)區(qū)金福科工貿(mào)有限公司合作，對北京燕化化工二廠苯酚丙酮裝置含酚廢水的數(shù)據(jù)進行了分析研究，確定用V+SEP設(shè)備處理含酚廢水。通過實驗，效果非常明顯，一次處理即可將被處理廢水的COD值降低85%。1998年底，我院根據(jù)實驗報告完成設(shè)計。
3.1工藝流程
3.1.1 規(guī)模及水質(zhì)
水量：5.0m3/h
水質(zhì)：COD1500mg/1
PH=4左右
水溫：7O℃
成分：苯酚、丙酮、異丙苯及無機鹽類
3.1.2 工藝流程簡述
裝置排出的含酚廢水先進入調(diào)節(jié)罐進行調(diào)節(jié)，然后經(jīng)進水泵加壓［1.7MPa(G)］送入V+SEP中進行分離過濾。為了去除廢水中大的懸浮顆粒，減少其對V+SEP設(shè)備中濾膜表面的磨損，在進水泵前的管路上設(shè)置了管道過濾器。
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廢水經(jīng)V+SEP的分離過濾產(chǎn)生出過濾物和濾清液，濾清液被排入濾清液罐［0.1MPa(G)］，然后用排水泵將濾清液送往污水凈化廠進一步處理。分離過濾產(chǎn)生的過濾物［1.5MPa(G)］送去焚燒或裝桶外運銷售，進一步綜合利用或作燃料。V+SEP設(shè)備投入運行時，過濾物排放自控閥關(guān)閉，通過濾膜過濾廢水中的有機質(zhì)和懸浮顆粒被截留到V+SEP設(shè)備中。當被截留物達到一定濃度時，過濾物排放自控閥開啟，過濾物被排入過濾物罐。這是個循環(huán)過程，可保證廢水被連續(xù)不斷地處理。
3.1.3 出水水質(zhì)
濾清液：流量4.68m3/hCOD225Omg/1
過濾物：流量0.32m3/hCOD199219mg/1
3.1.4 控制水平
V+SEP設(shè)備的控制系統(tǒng)完全由邏輯程序控制器(PLC)提供，它可自動測試并選擇合適的參數(shù)來保證設(shè)備正常地運行。此外，它還包括自動清洗、自動關(guān)閉、自動報警、數(shù)字檢測顯示器、遙控檢測及監(jiān)聽等一系列措施，保證整個系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定地運行。
3.2 技術(shù)經(jīng)濟
3.2.1 主要設(shè)備
1)進料平衡罐(玻璃鋼)：1臺
2)進料泵(耐酸泵)：2臺
3)V+SEP設(shè)備(進口)：1臺(底座尺寸1.2×1.2m，總高4.6m)
4)出料濾清液罐(玻璃鋼)：1臺
5)出料過濾物罐(玻璃鋼)：1臺
6)排水泵(耐酸泵)：2臺
7)玻璃鋼管道
8)管道過濾器：1臺
3.2.2 技術(shù)經(jīng)濟分析
1)設(shè)備投資：500萬元人民幣
2)向酚丙酮裝置收排污費(6.8元/噸)：391萬元/年
3)給污水凈化廠交排污費(6.8元/噸)：55萬元/年
4)操作運行費：電費(用電量2O.5KW/h)12萬元/年
其它10萬元/年
預(yù)計總投資回收年限為兩年。
4 結(jié)論
(1)V+SEP設(shè)備處理一噸水僅耗電4KW，是一種節(jié)能設(shè)備且占地面積非常小。
(2)如兩臺V+SEP設(shè)備串聯(lián)使用，COD的去除率達98%，可極大地緩解污水凈化廠的壓力。
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